[發(fā)明專利]一種廢棄鋅錳電池的選擇性揮發(fā)回收工藝及其回收系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710073916.X
• 申請日: 2007-04-03
• 公開（公告）號: CN101054187A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許開華
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市格林美高新技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: C01C1/16
• 分類號: C01C1/16;C01G9/02;C01G45/10;H01M6/52
• 代理公司: 深圳市永杰專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 陳小耕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢舊電池的回收利用技術(shù)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種廢棄鋅錳電池的回收工藝及其相關(guān)設(shè)備系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)代社會步入電子化時(shí)代，現(xiàn)代社會中的機(jī)電制品、電子設(shè)備的品種越來越多、數(shù)量越來越巨大，在這些制品/設(shè)備中，方便攜帶和移動使用的化學(xué)電源-電池得到廣泛應(yīng)用。其中人們常用器具、交通工具中的電池主要包括以鋅錳電池為代表的一次電池。鋅錳電池包括如下的被覆作用的表層物和電化活性的內(nèi)容物，其中，被覆作用的表層物包括：鐵外殼、封口材料瀝青、塑料、紙等材料；電化活性的內(nèi)容物包括正極活性物質(zhì)、負(fù)極活性物質(zhì)、電解質(zhì)，而其中，正極活性物質(zhì)，其主要成分為二氧化錳，其余如碳棒、乙炔黑、石墨等；負(fù)極活性物質(zhì)，其主要成分為鋅，其余為降低鋅電極的腐蝕速度加入的少量汞、鎘、鉛；電解質(zhì)，對中性鋅錳電池，其電解質(zhì)溶液為氯化銨和氯化鋅，對堿性鋅錳電池，其電解液為氫氧化鉀。

我國每年廢棄幾十萬噸廢鋅錳電池，廢棄鋅錳電池中包含上述含鋅、汞、鎘、銅、錳等重金屬以及銨鹽的有機(jī)物、無機(jī)物等物質(zhì)，大部分為自然環(huán)境所難以降解，如果隨意丟棄，很容易對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，例如其中殘存的汞等重金屬會在自然水體和生物鏈中逐步富積而對環(huán)境產(chǎn)生污染。相反，若能對這些物質(zhì)全部回收利用，就可再生數(shù)萬噸到幾十萬噸不等的錳、鋅、銅等，是相當(dāng)可觀的資源。但回收處理技術(shù)是關(guān)鍵問題，回收處理技術(shù)不行則不能杜絕污染或無法經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，而且如若處理不當(dāng)還可能引起二次環(huán)境污染并造成資源浪費(fèi)。

例如，在廢舊鋅錳電池的回收方法及再生方面，有申請?zhí)枮?00510036193·7的中國專利申請文件公開了一種廢舊堿性鋅錳電池的回收利用方法，該方法包括下述工藝步驟：(1)分離提取廢舊堿錳電池正負(fù)極物質(zhì)：首先用機(jī)械方法取出負(fù)極集流體銅釘和塑料墊圈及鐵防爆圈，并使其分開回收；然后剖開電池外殼，使鐵殼與正負(fù)極物質(zhì)分離并回收；(2)室溫堿液浸取：室溫下將步驟(1)中已分離的正負(fù)極物質(zhì)放入堿液中浸泡，攪拌1～2小時(shí)，攪拌使正負(fù)極物質(zhì)分散，分離并回收隔膜；(3)分離鋅酸鹽：將上述步驟(2)中浸泡后的混合物進(jìn)行過濾；(4)電解制鋅：把步驟(3)中的濾液調(diào)整為電解液，在20—50℃進(jìn)行電解，陰極電流密度為100—500A/m²，在陰極制得金屬鋅；(5)制備錳酸鉀：把氫氧化鉀和水加到步驟(3)的濾渣中，通入空氣并加熱2～3小時(shí)，溫度控制在200～300℃，使濾渣中的錳化合物變成錳酸鉀；待混合物冷卻至接近100℃時(shí)加入10～20％的氫氧化鉀進(jìn)行稀釋，攪拌使錳酸鉀完全溶解，過濾并分離出不溶物；(6)電解制取高錳酸鉀：將步驟(5)中濾液調(diào)節(jié)為電解液，溫度為50～70℃電解，陽極電流密度為60～100A/m²，在陽極制得高錳酸鉀。該方法采用電解方法和設(shè)備回收提取廢舊堿錳電池中的鋅錳，耗電量大，不適于國內(nèi)電能日益短缺的經(jīng)濟(jì)總體情況，而且電解前的電解液的制備過程復(fù)雜、勞動條件差。

還有申請?zhí)枮?00410026573·8的中國專利申請文件公開了一種從廢干電池中提取鋅和二氧化錳的方法，該方法依次包括：(A)廢干電池的前處理，依次包括以下步驟：(A1)廢干電池在熱解爐內(nèi)進(jìn)行絕氧熱解，分解有機(jī)物，并把電池中的二氧化錳還原為易酸溶提取的低價(jià)氧化物，熱解溫度為450℃～550℃，熱解時(shí)間為1.5—3.5小時(shí)；(A2)廢干電池的破碎及磁選揀鐵；(B)上述前處理后的廢干電池進(jìn)行酸溶及凈化；(C)對上述凈化的酸溶液進(jìn)行電解，采用鋅錳同槽電解法，陰極電流密度為250-1200A/m²，陽極電流密度為30～100A/m²。該方法與前述方法具有相似缺點(diǎn)：采用電解方法回收提取廢舊堿錳電池中的鋅錳，耗電量大，不適于國內(nèi)電能日益短缺的經(jīng)濟(jì)總體情況，而且該法采用強(qiáng)酸電解液，制備過程更復(fù)雜、勞動條件更差，還會造成酸霧二次污染。